ZBORUL DINAMIC
Mobilizati de performantele deosebite ale albatrosului, care prin utilizarea iscusita a forfecărilor de vânt din structurile mai joase ale atmosferei, planeaza fără ascendente și strabate oceane, în deceniile trecute au aparut diverse lucrari teoretice care incercau sa ??? aceste surse de energie zborului cu planorul. Deoarece până nu demult lipseau zboruri de confirmare, aceste idei au fost categorisite ca niște abstractii matematice fără aplicabilitate practica.
Inge Renner, campion mondial în 1976 la clasa standard , a aexecutat astfel de zboruri, demonstrind ca și în lipsa curentilor ascendenti, dar în conditiile unei forfecări puternice de vânt sunt posibile zboruri mai îndelungate cu planorul.
Principiul problemei:
Sa consideram un planor ce zboara cu 200 km/h într-o atmosfera linistita. Tragind de mansa îi reducem viteza la 100 km/h. Prin aceasta reducere a "avintului" cistigam înățime, sa zicem 90 m. Privit în ansamblu, planorul nu a cistigat energie ci doar a realizat transformarea unei forme de energie în alta (energie cinetica în energie potentiala). Considerind frecarea cu aerul, rezulta ca planorul a pierdut energie. Variometrul ne confirma aceasta pierdere din timpul evolutiei, indicind "infundare". Dacă în schimb, presupunem ca prin tragerea de mansa planorul urca într-un strat de aer în care intilneste un vânt de fata de 100 km/h, atunci vitezele s-ar insuma, la cea proprie ramasa, de 100 km/h, s-ar adauga cei 100 km/h ai vântului de fata. Vitezometrul ar indica din nou 200 km/h. Variometrul de energie totala ar indica ca urcarea realizata este de fapt un câștig de energie, acul arătând "ascendenta".
Cabrajul în sens opus unei forfecări de vânt conduce deci la un câștig energetic într-un mod analog, executind un picaj cu vânt de spate în straturile ce au viteza mai mica. Deci executind un picaj în sensul forfecării de vânt conduce iarăși la un câștig de energie.
Un planor aflat în stratul de viteza mare poate câștiga energie într-un mod analog, executind un picaj cu vânt de spate în straturile ce au viteza mai mica. Deci executind un picaj în sensul forfecării de vânt conduce iarăși la un câștig de energie.
Zborul dinamic se bazeaza pe unirea unor traiectorii ascendente în sens opus forfecării de vânt cu altele descendente în sensul forfecării. De aici pot rezulta traiectorii eliptice inclinate spre 515c28f vânt (A), dar pot fi și opturi (B) sau sinusoide (C).
Schema zborului dinamic
******** foto
Rezolvarea practica:
În realitate forfecările de vânt nu se apropie de valoarea din exemplul de mai sus, dar și în cazul unor forfecări mult mai slabe cistigul de energie ar putea compensa pierderile datorate forfecării și ar putea permite zborul de distanta. În afara de zona curentilor jet, forfecări puternice putem intilni mai probabil în stratul de frecare cu solul și la nivelul inversiunilor de temperatura.
Albatrosul, o pasare cu aripi zvelte, anvergura de circa 3 m și incarcare alara foarte ridicata, își reduce viteza în mod evident, executa un viraj la viteza foarte mica și incepe un picaj accelerat cu vânt de spate. În imediata apropiere a apei executa apoi al doilea viraj, la viteze și acceleratii ridicate, pentru a urca din nou cu vânt de fata.
Gradul ridicat de periculozitate al acestor acrobatii în apropierea solului fac ca forfecările de vânt din stratul de frecare cu solul sa fie prohibite planoristilor. Dacă mai scadem și forfecările de vânt din preajma curentilor jet nu ne mai ramine decât posibilitatea forfecărilor la nivelul inversiunilor.
Planoarele noastre actuale au un ecart de viteza suficient de larg (80-250 km/h) în care performantele lor permit realizarea tuturor manevrelor de zbor necesare. Pentru astfel de zboruri s-ar preta mai ales noua clasa de planoare "curse", datorita maniabilitatii deosebite.
Renner și-a efectuat incercarile cu un planor Libelle H301, versiunea cu voleti. Conform descrierii sale în dimineata zilei de 24 octombrie 1974 la Toemmval vântul era aproape zero la sol. Urcind în remorcaj de avion la aproximativ 300 m, a strapuns o inversiune clar marcata prin aerul cetos, intrind într-un strat de vânt puternic. Ansamblul avion-planor avansa incet. Inge Renner apreciaza saltul în viteza vântului la circa 40 noduri (!). Declansind cam la 3 km de aerodrom, de la înățimea de 350 m a inceput un picaj cu vânt de spate până sub nivelul inversiunii. La circa 250 m avind 200 km/h a executat un viraj strins de 180 o (acceleratia aproximativ 3g) și a trecut pe o traiectorie ascendenta (panta de circa 30o) cu vântul de fata. Prin aceasta manevra și-a recâștigat înățimea de plecare, unde a repetat jocul executind o intoarcere cu viteza (și acceleratie centrifuga) mica. În acest mod a ramas în aer vreo 20 minute, fără sa piarda din înățime, dar deplasarea produsa de vânt era atât de mare încât a trebuit sa-și intrerupa zborul pentru a putea ateriza pe aerodrom.
În zboruri ulterioare, executate cu un PIK 20, a câștigat treptat experienta, reusind ca avansind permanent fata de vânt sa se pastreze la verticala aerodromului.
Din descrierea lui Renner mai rezulta și faptul ca figura C i s-a parut cea mai simpla de realizat practic. Opt-ul în plan inclinat (figura B) este la rindul lui mai simplu decât elipsa (figura A). Dacă energia câștigată este suficient de mare, atunci prin varierea unghiului a , la zborul în urcare sau coborire, ne putem lasa deplasati în sensul, sau în sens opus vântului.
Zborul după o traiectorie ca în figura C ne permite și deplasari laterale. Forfecările de vânt de talia celor descrise de Renner fac parte probabil din extremele continentului australian. Dacă într-un strat gros de 100 m vântul variaza cu 40 noduri, atunci aceasta corespunde unui gradient de aproximativ 0,2 m/s la fiecare metru de înățime câștigat. Dr. Tremmssdorf și ing. Wedekind din Aachen au calculat ca pentru un planor de talia Nimbus-ului ar ajunge (la limita) și a saptea parte a acestui gradient, deci 0,03.
Vorbind în limitele continentului european, o situatie meteo care pare a fi favorabila unor astfel de zboruri este un Foehn care care sa nu ajunga până la nivelul solului: - dacă vânturile de înățime aluneca peste o masa de aer rece blocata într-o vale, am putea sa incercam norocul cu zborul dinamic, în locul zborului în curenti ondulatorii. O incercare incununata de succes în acest sens ar prezenta cu siguranta mai mult interes decât un diamant de înățime.
NAVIGATIE
PREGATIREA ZBORULUI
HARTA
Din convorbirile radio ale unui concurs desfasurat în 1972:
Roza vinturilor de pe arcul exterior va fi astfel rotita încât sageata sa fie în dreptul capului adevarat (ex. 1: 200o , ex. 2: 188o)
Vectorul vânt îl vom considera din directia din care bate (conform modului uzual de definire) (ex. 1: 90o/60 km/h , ex. 2: 238o/50 km/h, virful vectorului vânt : B`)
Urmarim cercul cu raza egala cu viteza proprie (ex. 1 și 2 : 80 km/h) până la intersectia C` cu o paralela la directia de zbor dusa prin B`
Capul compas cautat poate fi citit pe roza vinturilor în prelungirea vectorului AC` (ex. 1: 184o, ex. 2: 216o)
Viteza fata de sol (Vs) se obtine insumind componentele vitezei proprii și cea a vântului pe directia capului adevarat (ex. 1: 65 + 38 = 103 km/h, ex. 2: 70 - 32 = 38 km/h). De aici rezulta și componentele longitudinale ale vântului (de spate sau de fata) ca diferenta a vitezelor fata de sol și viteza proprie (ex. 1: 103 - 80 = 23 km/h, ex. 2: 38 - 80 = -42 km/h).
Confectionarea abacului: vezi confectionarea abacului de salt (pag. ****). Se marcheaza pe dosul acestuia.
Pentru fiecare latura a traiectului vom determina capul compas (inclusiv contraderiva) și componenta de fata sau spate a vântului, pornind de la viteza de drum estimata fata de aer (tinind cont de evolutia probabila a termicii și ora zilei). Pentru calculul saltului final avem nevoie de aceleasi marimi, pornind de la o viteza prprie de 90 - 160 km/h.
DECLINATIA MAGNETICA se va scadea din capul rezultat din calcul.
DEVIATIA MEGNETICA adica eroarea datorata modului de amplasare a busolei pe planor trebuie de asemenea luata în calcul. Aceasta trebuie montata pe cât posibil într-un loc ferit de influente negative în ultima instanta chiar pe capota din plexiglas. (În caz de necesitate ne putem folosi și de o busola cu ventuza de tipul celor folosite în autoturisme). Astfel montata busola nu ar trebui sa dea erori deci deviatia magnetica egala cu zero. Erorile mici pot fi compensate la busolele de aviatie. Deviatiile mari sunt neplacute și necesita intocmirea unui tabel de compensare. Acestea pot complica și mai mult erorile busolei ce apar la zborul în viraj sau pe traiectorii mai abrupte.
Dacă avem toate aceste elemente (cap adevarat, contraderiva, declinatie magnetica, deviatie magnetica) atunci putem determina suficient de precis capul compas ce trebuie sa-l tinem în timpul saltului. În timpul zborului putem executa devieri laterale dacă conditia meteorologica le justifica. În acest caz putem estima abaterea de la traiectul teoretic și urmari termicile aflate într-un con cu deschidere de 10 - 30o (și cu axa pe traiectul ideal) în timp ce zburind fără cunoasterea precisa a capului compas putem efectua involuntar devieri unilaterale. De exemplu putem fi abatuti mult în stinga trecind astfel pe linga ascendente bune aflate la mica distanta în dreapta traiectului ideal, din teama de a nu ocoli prea mult prin dreapta. Totusi urmarirea riguroasa a traiectului nu prea este posibila la zborul cu planorul, zbor care consta dintr-un zig-zag mult prelungit de salturi intre ascendente.
INSEMNARI NECESARE ÎN ZBOR
Pe un carnetel fixat deasupra genunchiului (sau în lipsa acestuia pe o alta hirtie pentru insemnari) trebuie sa avem notate un minimum de date necesare în zbor:
1. Directia și intensitatea vântului.
2. Pentru fiecare latura a probei:
capul adevarat corectat cu declinatia și deviatia
capul compas, continind toate corectiile inclusiv contraderiva
indicatii generale privind directia vântului, relativ la directia de zbor
lungimea laturii
linia intrerupta reprezinta locul ideal pentru executarea fotografiei
linia groasa cu sageata = traiectul înainte și după punctul de control
zona rosie = sectorul de fotografiere
Cel mai bine ar fi ca, indepartindu-ne de punct, sa zburam de-a lungul liniei ideale și executind un viraj cu inclinarea foarte accentuata sa fotografiem. Cu siguranta ca procedind astfel vom fi în sectorul de fotografiere.
Deși am putea economisi ceva timp dacă nu am mai trece la verticala punctului, ci am intra direct în sectorul foto, totusi în acest caz probabilitatea de a realiza o fotografie valabila scade. Pentru usurarea misiunii noastre vom marca pe harta linia ideala pentru executarea fotografiei (la pregatirea pentru zbor). În mod normal, aceasta linie o putem lega de suficiente repere de pe sol astfel încât nu sunt posibile erori mari.
LA CE DISTANTA SA OCOLIM PUNCTUL ?
Bineânțeles ca probabilitatea de a ne afla în sectorul foto este mai mare dacă ne indepartam de punctul de viraj mai mult. Aceasta inseamna însă o crestere de distanta care ne dezavantajeaza simtitor în cadrul concursurilor. În cazul unei navigatii precise în apropierea punctului este suficient sa-l depasim, în vederea fotografierii, cu aproximativ 200 m. Ocolurile uriase facute de pilotii neexperimentati sunt absolut inutile iar în caz de vreme nefavorabila genereaza nu numai pierdere de timp dar maresc considerabil sansa unei aterizari premature.
FOTOGRAFIEM DIN MINA SAU CU APARATUL ÎNTR-O MONTURA FIXA ?
În timpul virajului la punctul de control fotografia trebuie executata în momentul potrivit. Acest lucru este destul de greu de realizat dacă tinem aparatul foto în mina. Trebuie sa avem cel putin calitati semiacrobatice pentru a stapini (eventual pilotind cu mina stinga) planorul într-un viraj foarte inclinat, în timp ce din mina cealalta, tinind aparatul nemiscat și vizind prin ocular sa facem o fotografie dintr-o pozitie corecta a sectorului. În aceasta succesiune intotdeauna se gaseste un element care sa nu se potriveasca. Dacă fotografia "nu a iesit", și ne dam seama, mai urmeaza sa facem alta spirala, pierzind inutil înățime iar dacă nu ne dam seama ni se poate anula tot zborul. De cele mai multe ori însă, putem vedea la punctele de control planoare executind viraje inclinate și glisate. Pierderi de înățime de 20 - 80 m datorate tehnicii incorecte de fotografiere nu sunt deloc o raritate.
Între timp, la concursuri, a devenit obligatorie montarea fixa în cabina a aparatului fotografic. În acest fel se elimina complet fotografiile miscate deoarece vitezele unghiulare de rotire ale intregului planor, chiar la viraje foarte inclinate, nu sunt atât de mari ca și ale miscarii miinii. Planorul la rindul sau, este mai usor de pilotat, vizarea facindu-se de-a lungul aripii interioare, tintind precis punctul. Eventuala inclinare suplimentara necesara (pentru metoda aparatului fixat) este mult mai putin daunatoare decât virajele "picate" ale celeilalte metode. Multi piloti ne-au relatat din experientele lor pozitive cu aparate fixate în cabina.
Procedeu de fotografiere cu aparat fixat rigid
**** foto
În cazul zborurilor dus-intors și pe traiecte triunghiulare se trece cu putin în afara punctului de viraj, se accelereaza, se intra într-un gen de "viraj de lupta", se pune capatul aripii pe reper și se declanseaza aparatul fotografic. Acest procedeu ar trebui sa fie cel mai potrivit însă are dezavantajul ca permite executarea unei singure imagini. Deci, pentru a folosi aceasta metoda trebuie bine stapinita, astfel încât fiecare fotografie sa corespunda cerintelor impuse de Codul FAI. Și în acest caz antrenamentul își va spune cuvintul.
CERINTE DEOSEBITE LA CONCURSURI
La unele concursuri externe și internationale s-au aplicat și metode deosebite de fotografiere:
aparatele foto trebuie montate în partea stinga a cabinei,
Aterizari în iarba inalta, culturi de cereale, etc.
Aterizari în contrapanta foarte abrupta.
Teren de aterizare prea scurt
Vom pune roata cât mai aproape de marginea terenului, chiar dacă viteza este încă relativ mare. Se va frina puternic pe roata (la planoarele fără frina pe roata se va presa mansa astfel încât sa se frineze pe patina).
|
